2024年高中物理新教材同步学案 选择性必修第三册 第1章 章末检测试卷(一)（含解析）

这是一份2024年高中物理新教材同步学案 选择性必修第三册 第1章 章末检测试卷(一)（含解析），共7页。
章末检测试卷(一)(满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2022·宿迁市高二期末)下列关于布朗运动的说法，正确的是(　　)A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B．花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动C．悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越不明显D．当物体温度达到0 ℃时，布朗运动就会停止答案　C解析　布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，选项A错误；花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动，选项B错误；悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，颗粒的受力越平衡，布朗运动越不明显，选项C正确；当物体温度达到0 ℃时，分子的运动不会停止，则布朗运动也不会停止，选项D错误。2．(2022·石家庄市高二期中)关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)A．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B．相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大C．给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的D．当分子间的距离为r0时合力为0，此时，分子势能最大答案　A解析　当分子力表现为引力时，随着分子间距离增大，分子力做负功，故分子势能增大，故A正确；分子之间同时存在引力和斥力，当相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力也减小，故B错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，故C错误；分子间的距离为r0时合力为0，此时，分子势能最小，故D错误。3．(2022·德州市高二月考)某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏加德罗常数为NA，下列叙述中正确的是(　　)A．该气体在标准状态下的密度为eq \f(MNA,V)B．该气体每个分子的质量为eq \f(NA,M)C．每个气体分子在标准状态下的体积为eq \f(V,NA)D．该气体单位体积内的分子数为eq \f(NA,V)答案　D解析　该气体在标准状态下的密度为eq \f(M,V)，A错误；该气体每个分子的质量为eq \f(M,NA)，B错误；每个气体分子在标准状态下占据的体积为eq \f(V,NA)，C错误；该气体单位体积内的分子数为eq \f(NA,V)，D正确。4．(2022·济宁市高二期末)一容积不变的容器内封闭一定质量的氮气，在不同温度下分子速率分布如图所示，纵坐标表示各速率区间的氮气分子数所占总分子数的百分比，横坐标表示分子的速率，图线甲为实线、图线乙为虚线。下列说法正确的是(　　)A．图线甲对应的氮气温度较低B．图线甲对应的氮气分子的平均动能较小C．由图像能直接求出任意速率区间内氮气分子数目D．同一温度下，氮气分子的速率呈现“中间多，两头多”的分布规律答案　D解析　温度越高，速率大的分子所占比例越大，所以图线甲的温度高，氮气分子的平均动能较大，故A、B错误；由图像可得出氮气各速率区间的分子数所占总分子数的百分比，不能求出任意速率区间内氮气分子数目，故C错误；由图像可知，同一温度下，氮气分子的速率呈现“中间多，两头少”的分布规律，故D正确。5．若某种实际气体分子间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(　　)A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小答案　A解析　若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，选项C、D错误。6．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数。若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为(球的体积公式V＝eq \f(4,3)πR3)(　　)A．d＝eq \f(V,nS)，NA＝eq \f(μn,ρV) B．d＝eq \f(V,nS)，NA＝eq \f(6μn3S3,πρV3)C．d＝eq \f(V,S)，NA＝eq \f(6μn3S3,πρV3) D．d＝eq \f(V,S)，NA＝eq \f(6μn3S3,ρV3)答案　B解析　一滴油酸体积为eq \f(V,n)，故直径d＝eq \f(V,nS)；油酸的摩尔体积为Vmol＝eq \f(μ,ρ)，一个油酸分子体积为V0＝eq \f(1,6)πd3＝eq \f(πV3,6n3S3)，故NA＝eq \f(Vmol,V0)＝eq \f(6μn3S3,πρV3)，故B正确。7.(2022·新乡市高二月考)分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示，曲线与横轴交点为r1，曲线最低点对应横坐标为r2(取无限远处分子势能Ep＝0)。下列说法正确的是(　　)A．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离减小而增大B．当r＝r1时，分子势能为零，分子间作用力最小C．当rr2时，随着分子间距离r增大，分子力可能先做正功后做负功答案　A解析　当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离减小，分子间作用力做负功，分子势能增大，A正确；当r＝r2时，分子间作用力不为零，分子势能最小(小于零)，当r＝r1时，分子间作用力为零，B错误；当rr2时，分子间作用力表现为引力，随着分子间距离r增大，分子间作用力做负功，分子势能增加，D错误。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8．(2022·聊城市高二期中)相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是(　　)A．温度高的容器中氢气分子的平均动能更大B．两个容器中氢分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大答案　ABD解析　温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，A正确；由不同温度下的分子速率分布曲线可知，两个容器中氢分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，B正确；温度升高，并不是所有分子的速率都增大，C错误；温度升高则分子运动的剧烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，且撞击力增大，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确。9．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：7月份与1月份相比较，正确的是(　　)A．空气分子无规则运动的情况几乎不变B．空气分子无规则运动加强了C．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了答案　BD解析　温度越高，分子无规则运动越剧烈。7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以空气分子无规则运动加强了，故A错误，B正确；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，知气体分子的数密度减小，则单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少，故C错误，D正确。10.如图所示为分子间的力随分子间距离的变化关系图。设r0为A、B两分子间引力和斥力平衡时的位置，现将A固定在O点，将B从与A相距0.5r0处由静止释放，在B远离A的过程中，下列说法正确的是(　　)A．B速度最大时，分子势能最小B．B在运动过程中分子势能一直减小C．B速度最大时，A对B的作用力为零D．引力和斥力均减小，但引力减小得更快答案　AC解析　由0.5r0到r0过程中，分子间作用力表现为斥力，距离增大时，分子间作用力做正功，分子势能减小，B的动能增加；当r＞r0时，分子间作用力表现为引力，分子间距离增大时，分子间作用力做负功，分子势能增大，B的动能减小，所以r＝r0时，B的动能最大，速度最大，此时分子势能最小，A、B间作用力为零，A、C正确，B错误；B从与A相距0.5r0处由静止释放，B远离A的过程中，距离增大，引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，D错误。三、非选择题(本题共5小题，共54分)11．(6分)2020年12月17日，嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在预定区域着陆。月球土壤中的氦－3蕴藏量大，它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料。若每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，氦－3的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位)，则每个氦－3分子的质量m0＝________________；嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数为________________。答案　eq \f(M,NA)(3分)　eq \f(1.731mNA,M)(3分)解析　每个氦－3分子的质量为m0＝eq \f(M,NA)已知每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，则1.731 kg月球土壤中含有氦－3的质量为1.731m，则嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数为N＝eq \f(1.731mNA,M)12.(8分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.5 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛有水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面散开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字)(1)若每一小方格的边长为10 mm，则油酸薄膜的面积约为_________ m2；(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________ m3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径约为________ m；(4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列措施可行的是________。A．油酸浓度适当大一些B．油酸浓度适当小一些C．油酸扩散后立即绘出轮廓图D．油酸扩散并待其形状稳定后再绘出轮廓图答案　(1)8.0×10－3(2分)　(2)1.0×10－11(2分)　(3)1.3×10－9(2分)　(4)BD(2分)解析　(1)每个小方格的面积为S1＝1×10－4 m2，超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，由题图可估算油酸薄膜的面积约为S＝80S1＝80×10－4 m2＝8.0×10－3 m2。(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝eq \f(0.5,1 000)×eq \f(1,50)×10－6 m3＝1.0×10－11 m3。(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子的直径约为d＝eq \f(V,S)＝eq \f(1.0×10－11,8.0×10－3) m≈1.3×10－9 m。(4)为能形成单分子油膜，油酸浓度应适当小一些；绘制轮廓图应在油酸扩散并待其形状稳定后进行，B、D正确，A、C错误。13．(12分)铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m3、摩尔质量M＝5.6×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。可将铁原子视为球体，试估算：(结果保留一位有效数字)(1)1 g铁含有的原子数；(2)铁原子的直径大小。答案　(1)1×1022个　(2)3×10－10 m解析　(1)一个铁原子的质量m0＝eq \f(M,NA)，1 g铁含有的原子数：N＝eq \f(m,m0)＝eq \f(mNA,M)＝eq \f(1×10－3×6.0×1023,5.6×10－2)个≈1×1022个；(4分)(2)一个铁原子的体积V0＝eq \f(M,ρNA)＝eq \f(5.6×10－2,7.8×103×6.0×1023) m3≈1.2×10－29 m3，(4分)根据V0＝eq \f(1,6)πd3得，d＝eq \r(3,\f(6V0,π))＝eq \r(3,\f(6×1.2×10－29,3.14)) m≈3×10－10 m。(4分)14．(14分)(2022·南通市高二期中)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，使用寿命则是普通灯的5倍，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3。已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1。试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离。答案　(1)4×1022个　(2)3×10－9 m解析　(1)设氙气的物质的量为n，则n＝eq \f(ρV,M)(3分)氙气分子的总数：N＝eq \f(ρV,M)NA＝eq \f(6.0×1.6×10－3,0.131)×6×1023个≈4×1022个；(3分)(2)每个分子所占的空间为：V0＝eq \f(V,N)(4分)设分子间平均距离为a，则有：V0＝a3(2分)则a＝eq \r(3,\f(V,N))＝eq \r(3,\f(1.6×10－3,4×1022)) m≈3×10－9 m。(2分)15．(14分)拒绝烟草是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。试估算一个高约2.8 m、占地面积约10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m3/mol，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 mol－1，求：(结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm3，一根烟大约吸10次)(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；(2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子。答案　(1)7.0×10－8 m　(2)8.7×1017个解析　(1)吸烟者一根烟吸入的总气体体积为V＝10×300 cm3＝3 000 cm3(2分)含有空气分子数为n＝eq \f(3 000×10－6,22.4×10－3)×6.02×1023个≈8.1×1022个(2分)办公室单位体积内含有的被污染空气分子数为eq \f(8.1×1022,10×2.8)个≈2.9×1021个(2分)每个污染空气分子所占的空间体积为V0＝eq \f(1,2.9×1021) m3(2分)分子间的平均距离L＝eq \r(3,V0)≈7.0×10－8 m(2分)(2)不吸烟者一次呼吸吸入的被污染过的空气分子个数为N＝eq \f(V,V0)＝eq \f(300×10－6,\f(1,2.9×1021))＝8.7×1017个。(4分)月份/月1234567平均气温/ ℃1.43.910.719.626.730.230.8平均气压/105Pa1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.9960